(57)【要約】【課題】塵埃物がフィン部材の風上側端面に跨って付着してしまうことを抑制することで、熱交換性能の低下を防止することができる熱交換器を提供すること。【解決手段】複数の冷媒通路２３１１を並設させた扁平状を成し、かつ蛇行状に延設された冷媒通路管２３１と、冷媒通路管２３１における互いに平行に延在しながら隣接する上流側の水平延在部位２３１２と下流側の水平延在部位２３１２との相互間に熱的に接続され、冷媒通路管２３１を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する空気との熱交換を促進させる複数のコルゲートフィン２３４とを備えた庫外熱交換器２３において、互いに上下に隣接するコルゲートフィン２３４は、空気の風上側に向けての突出高さが異なるように設けられている。特に、互いに上下に隣接するコルゲートフィン２３４は、一方が他方よりも空気の風上側に向けて突出する態様で設けられていることが好ましい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の冷媒通路を並設させた扁平状を成し、かつ蛇行状に延設された冷媒通路管と、
前記冷媒通路管における互いに平行に延在しながら隣接する上流側の平行延在部位と下流側の平行延在部位との相互間に熱的に接続され、該冷媒通路管を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する流体との熱交換を促進させる複数のフィン部材と
を備えた熱交換器において、
互いに上下に隣接するフィン部材は、前記流体の風上側に向けての突出高さが異なるように設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
互いに上下に隣接するフィン部材は、一方が他方よりも前記流体の風上側に向けて突出する態様で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記フィン部材は、自身が熱的に接続する前記平行延在部位の反対側の面における自身の接続個所に対応する部分の少なくとも一部には他のフィン部材が熱的に接続されないよう配設したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記フィン部材は、波形状に屈曲されて形成され、前記上流側の平行延在部位と前記下流側の平行延在部位との相互間に自身の屈曲部外部が接続されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関し、より詳細には、冷凍サイクルやヒートポンプサイクル等を構成する熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を販売する自動販売機では、自動販売機本体である本体キャビネットの商品収容庫の外部（庫外）に冷凍サイクルやヒートポンプサイクル等の構成機器である凝縮器（庫外熱交換器）が設けられている。
【０００３】
このような凝縮器は、冷媒の流路が複数並設された扁平な冷媒通路管が蛇行する態様で延設され、この冷媒通路管の入口側には入口側ヘッダが、冷媒通路管の出口側には出口側ヘッダが接続されている。そして、冷媒通路管の水平延在部位間にコルゲート状のフィン部材が熱的に接続されている。より詳細には、フィン部材は、波形状に屈曲されて形成されており、上記冷媒通路管の互いに隣接する水平延在部位間に屈曲部外部が接合されて配設されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
かかる構成を有する凝縮器では、フィン部材の周囲を通過する空気（外気）と、冷媒通路管を通過する冷媒との間で熱交換が行われ、冷媒は凝縮し、空気は加熱されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２９０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した熱交換器においては、それぞれのフィン部材における風上側及び風下側の突出高さ、すなわち冷媒通路管の風上側端部からの突出高さ及び該冷媒通路管の風下側端部からの突出高さが同じであったために、フィン部材の風上側端面は、１つの平面を構成していた。このようにフィン部材の風上側端面が１つの平面を構成する熱交換器では、冷凍サイクルやヒートポンプサイクル等の運転時間が長くなるのに伴って、空気中の塵埃物がフィン部材の風上側端面に跨って付着してしまうことがあり、これにより通過する空気の風量が低下し、結果として熱交換性能が低下してしまう問題があった。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて、塵埃物がフィン部材の風上側端面に跨って付着してしまうことを抑制することで、熱交換性能の低下を防止することができる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る熱交換器は、複数の冷媒通路を並設させた扁平状を成し、かつ蛇行状に延設された冷媒通路管と、前記冷媒通路管における互いに平行に延在しながら隣接する上流側の平行延在部位と下流側の平行延在部位との相互間に熱的に接続され、該冷媒通路管を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する流体との熱交換を促進させる複数のフィン部材とを備えた熱交換器において、互いに上下に隣接するフィン部材は、前記流体の風上側に向けての突出高さが異なるように設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上述した熱交換器において、互いに上下に隣接するフィン部材は、一方が他方よりも前記流体の風上側に向けて突出する態様で設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上述した熱交換器において、前記フィン部材は、自身が熱的に接続する前記平行延在部位の反対側の面における自身の接続個所に対応する部分の少なくとも一部には他のフィン部材が熱的に接続されないよう配設したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上述した熱交換器において、前記フィン部材は、波形状に屈曲されて形成され、前記上流側の平行延在部位と前記下流側の平行延在部位との相互間に自身の屈曲部外部が接続されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、互いに上下に隣接するフィン部材が、流体の風上側に向けての突出高さが異なるように設けられているので、互いに上下に隣接するコルゲートフィンの風上側端面の最短距離を十分に大きくすることができ、これにより通過空気中の塵埃物が互いに上下に隣接するコルゲートフィンの風上側端面に跨って付着してしまうことを抑制でき、通過空気の風量低下を招来せずに熱交換性能の低下を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である熱交換器が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した自動販売機の内部構造を示す断面側面図である。
【図３】図３は、図２に示した庫外熱交換器を模式的に示す正面図である。
【図４】図４は、図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る熱交換器の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態である熱交換器が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す断面図である。ここで例示する自動販売機は、本体キャビネット１を備えている。
【００１６】
本体キャビネット１は、前面が開口した直方状の形態を成すものである。この本体キャビネット１には、その内部に例えば２つの断熱仕切板２によって仕切られた３つの独立した商品収容庫３が左右に並んだ態様で設けてある。この商品収容庫３は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのもので、断熱構造を有している。
【００１７】
図２は、図１に示した自動販売機の内部構造を示す断面側面図である。かかる図２に示すように、本体キャビネット１の前面には、外扉４及び内扉５が設けてある。外扉４は、本体キャビネット１の前面開口を開閉するためのものであり、内扉５は、商品収容庫３の前面を開閉するためのものである。この内扉５は、上下に分割してあり、上側の扉５ａは商品を補充する際に開閉するものである。
【００１８】
上記商品収容庫３には、商品収納ラック６、搬出機構７及び搬出シュータ８が設けてある。商品収納ラック６は、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。搬出機構７は、商品収納ラック６の下部に設けてあり、この商品収納ラック６に収納された商品群の最下位にある商品を１つずつ搬出するためのものである。搬出シュータ８は、搬出機構７から搬出された商品を外扉４に設けられた商品取出口４ａに導くためのものである。
【００１９】
そして搬出シュータ８の下方域には庫内熱交換器２１及びヒータＨが配設してある。庫内熱交換器２１は、背面ダクトＤの前面側に配設してある。この庫内熱交換器２１は、機械室９に配設された圧縮機２２、庫外熱交換器２３、膨張機構２４と冷媒配管２５を通じて順次接続されて冷媒回路（冷凍サイクル）２０を形成している。
【００２０】
圧縮機２２は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態（高温高圧冷媒）にして吐出口より吐出するものである。
【００２１】
庫外熱交換器２３は、本実施の形態である熱交換器であり、機械室９の前方側に配設してある。かかる庫外熱交換器２３は、その構成については後述するが、圧縮機２２で圧縮され、かつ吐出口から吐出されて冷媒配管２５を通じて送出された冷媒を、庫外送風ファンＦ１を駆動させることで前方より後方に向けて周囲を通過する空気（流体）と熱交換させて凝縮させるものである。膨張機構２４は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。
【００２２】
これら冷媒回路２０で冷媒を循環させることにより、圧縮機２２で圧縮された冷媒が庫外熱交換器２３で凝縮され、その後に膨張機構２４で断熱膨張されて庫内熱交換器２１を通過する。冷媒が庫内熱交換器２１を通過する際に、該庫内熱交換器２１が配設された商品収容庫３の内部空気（庫内空気）との間で熱交換が行われて、自身が蒸発して内部空気を冷却する。蒸発した冷媒は圧縮機２２に吸引される。
【００２３】
冷却された内部空気は庫内送風ファンＦ２の駆動により商品収容庫３の内部を移動し、これにより該商品収容庫３の商品収納ラック６に収納された商品は所望の温度（例えば５℃）に冷却されることになる。
【００２４】
ヒータＨは、庫内送風ファンＦ２の前方域に配設してある。このヒータＨは通電状態となることにより周囲空気を加熱するものである。ヒータＨにより加熱された空気は、庫内送風ファンＦ２の駆動により商品収容庫３の内部を移動し、これにより該商品収容庫３の商品収納ラック６に収納された商品は所望の温度（例えば５５℃）に加熱されることになる。
【００２５】
図３及び図４は、それぞれ図２に示した庫外熱交換器を模式的に示すものであり、図３は正面図であり、図４は図３におけるＡ−Ａ線断面図である。ここで例示する庫外熱交換器２３は、冷媒通路管２３１と、入口側ヘッダ２３２と、出口側ヘッダ２３３と、コルゲートフィン（フィン部材）２３４とを備えて構成してある。
【００２６】
冷媒通路管２３１は、複数の冷媒通路２３１１が並設された扁平状の管であり、左右に蛇行して形成してある。本実施の形態である冷媒通路管２３１は、複数（図示の例では２つ）設けてあって、それぞれが外気の流れる方向に沿って、すなわち前後に並ぶ態様で左右に蛇行して形成してある。
【００２７】
入口側ヘッダ２３２は、冷媒通路管２３１の入口側端部に接続してあり、冷媒通路管２３１の各冷媒通路２３１１に連通する態様で設けてある。この入口側ヘッダ２３２は、圧縮機２２で圧縮され、かつ冷媒配管２５を通じて供給された冷媒を各冷媒通路２３１１に送出するためのものである。
【００２８】
出口側ヘッダ２３３は、冷媒通路管２３１の出口側端部に接続してあり、冷媒通路管２３１の各冷媒通路２３１１に連通する態様で設けてある。この出口側ヘッダ２３３は、各冷媒通路２３１１を通過した冷媒を、すなわち熱交換を行って凝縮した冷媒を膨張機構２４に接続された冷媒配管２５に送出するためのものである。
【００２９】
コルゲートフィン２３４は、波形状に屈曲されて形成してあり、その屈曲部外部２３４１をロウ付け等により冷媒通路管２３１における水平延在部位２３１２間に接合して配設してある。つまり、コルゲートフィン２３４は、波形状に屈曲されて形成され、冷媒通路管２３１における互いに平行に延在しながら隣接する上流側の水平延在部位（平行延在部位）２３１２と下流側の水平延在部位（平行延在部位）２３１２との相互間に屈曲部外部２３４１が熱的に接続されて配設してある。より詳細には、コルゲートフィン２３４は、自身のフィン山部２３４ａが上流側の水平延在部位２３１２に熱的に接続され、自身のフィン谷部２３４ｂが下流側の水平延在部位２３１２に熱的に接続されて配設してある。ここで、この庫内熱交換器２１に適用されるコルゲートフィン２３４は、フィン山部２３４ａ及びフィン谷部２３４ｂのピッチが同一となるものである。
【００３０】
このような庫外熱交換器２３においては、冷媒通路管２３１における一の水平延在部位２３１２の上面に接続する一のコルゲートフィン２３４のフィン谷部２３４ｂと、該水平延在部位２３１２の下面に接続する他のコルゲートフィン２３４のフィン山部２３４ａとが左右にずれて配置してある。つまり、コルゲートフィン２３４は、自身が熱的に接続する水平延在部位２３１２の反対側の面における自身の接続個所に対応する部分には他のコルゲートフィン２３４が熱的に接続されないよう配設してある。
【００３１】
かかる庫外熱交換器２３においては、冷媒通路管２３１における一の水平延在部位２３１２の上面に接続する一のコルゲートフィン２３４のフィン谷部２３４ｂと、該水平延在部位２３１２の下面に接続する他のコルゲートフィン２３４のフィン山部２３４ａとが左右にずれて配置してあることにより、該一の水平延在部位２３１２における冷媒通路２３１１の上側内壁面の熱流束及び下側内壁面における熱流束が特定の位置に集中せず、これにより局所的に冷媒通路２３１１の内壁面の液冷媒が消失するいわゆるドライアウトという現象の発生を抑制することができる。よって、熱流束が特定の位置に集中してしまうことを抑制して熱交換効率の低下を防止することができる。
【００３２】
そして、更に上記庫外熱交換器２３においては、互いに上下に隣接するコルゲートフィン２３４が、通過空気の風上側に向けての突出高さ、すなわち前方側の冷媒通路管２３１の前端２３１ａから前方に向けての突出高さが異なるように設けられている。より詳細に説明すると、互いに上下に隣接するコルゲートフィン２３４は、一方が他方よりも通過空気の風上側（前方側）に向けて突出する態様で交互に設けられている。
【００３３】
このように本実施の形態である熱交換器（庫外熱交換器２３）によれば、互いに上下に隣接するコルゲートフィン２３４が、一方が他方よりも通過空気の風上側（前方側）に向けて突出する態様で交互に設けられているので、互いに上下に隣接するコルゲートフィン２３４の前端面の最短距離Ｌを、互いに上下に隣接するフィン部材の風上側端面が１つの平面を構成していた従来例に比して十分大きくすることができる。
【００３４】
このように互いに上下に隣接するコルゲートフィン２３４の前端面の最短距離Ｌを十分に大きくすることができるので、通過空気中の塵埃物が互いに上下に隣接するコルゲートフィン２３４の風上側端面（前端面）に跨って付着してしまうことを抑制でき、通過空気の風量低下を招来せずに熱交換性能の低下を防止することができる。
【００３５】
また、上記庫外熱交換器２３によれば、コルゲートフィン２３４の配置を変更するだけなので、冷媒通路管２３１やコルゲートフィン２３４の材料を変更する必要がなく、これにより伝熱性能の低下や耐食性の低下を招来する虞れはない。特に、コルゲートフィン２３４の配置変更だけなので、塵埃物の除去機構等を付設する必要がなく、熱交換器自体の大型化やコストの増大化を防止することができる。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
【００３７】
上述した実施の形態においては、互いに上下に隣接するコルゲートフィン２３４が、一方が他方よりも通過空気の風上側（前方側）に向けて突出する態様で交互に設けられていたが、本発明においては、互いに上下に隣接するフィン部材（コルゲートフィン）が通過空気の風上側に向けての突出高さが異なるように設けられていればよい。これにより、互いに上下に隣接するフィン部材の風上側端面の最短距離を十分に大きくすることができるので、通過空気中の塵埃物が互いに上下に隣接するフィン部材の風上側端面に跨って付着してしまうことを抑制でき、通過空気の風量低下を招来せずに熱交換性能の低下を防止することができる。
【００３８】
また、上述した実施の形態では、適用されるコルゲートフィン２３４は、フィン山部２３４ａ及びフィン谷部２３４ｂのピッチが同一となるものであったが、本発明においては、フィン部材は、それぞれのフィン山部とフィン谷部とのピッチが必ずしも一致していなくても良い。つまり、ピッチが異なる複数のフィン部材を用いた場合でも、フィン部材は、自身が熱的に接続する平行延在部位の反対側の面における自身の接続個所に対応する部分の少なくとも一部には他のフィン部材が熱的に接続されないよう配設してあればよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  本体キャビネット
２０  冷媒回路
２１  庫内熱交換器
２２  圧縮機
２３  庫外熱交換器
２３１  冷媒通路管
２３１１  冷媒通路
２３１２  水平延在部位
２３２  入口側ヘッダ
２３３  出口側ヘッダ
２３４  コルゲートフィン（フィン部材）
２３４ａ  フィン山部
２３４ｂ  フィン谷部
２３４１  屈曲部外部
２４  膨張機構
２５  冷媒配管
Ｆ１  庫外送風ファン
Ｆ２  庫内送風ファン
Ｌ  最短距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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